摘要(yào):流量測量(liang)是影響水(shuǐ)輪機效率(lü)測試精度(dù)最主要的(de)因素。大管(guǎn)徑流量測(ce)量的方法(fǎ)主要采用(yong)超聲波法(fǎ)🏃🏻‍♂️，然而，其測(cè)🔴量精度及(jí)🈚誤差構成(cheng)尚無有效(xiào)的校驗方(fāng)法。結合時(shi)差法超聲(sheng)波流量計(ji) 的測流原(yuan)理,推導得(dé)到流量綜(zong)合誤差,建(jiàn)立測流誤(wu)🏃差描述模(mó)🔴型。提出一(yi)種基于流(liú)量測量理(lǐ)想系統來(lai)🌈進行誤差(cha)💰分析📐的量(liàng)化方法,爲(wèi)超聲波測(cè)流系統的(de)誤差分析(xī)與控制提(ti)供一種新(xin)的途徑。通(tōng)過測流.理(li)🈲想系統對(duì)超聲波測(cè)流精度的(de)影響因素(su)進行仿真(zhen)研究，分析(xī)了各項參(can)數測量誤(wu)差對系☔統(tǒng)綜合誤差(chà)的影響，針(zhen)對影響較(jiào)大的主導(dao)因素提出(chū)了相關修(xiu)正方法,并(bìng)對系統綜(zōng)合誤差的(de)控制✏️進行(háng)了分析。最(zui)後搭建實(shí)驗系統進(jìn)行研究,實(shi)驗結果初(chu)步驗證了(le)💁該方法的(de)有效性。
0引(yǐn)言
　　水輪機(jī)效率是水(shui)電站經濟(ji)運行的基(ji)礎數據。國(guó)際電工委(wěi)員會推薦(jian)的熱力學(xué)法“在國内(nei)魯布革電(dian)站進行過(guo)嘗.試四,其(qí)實施難度(dù)較大。影響(xiang)水輪機效(xiao)率測試精(jing)度的主要(yào)因素是流(liu)量測量,特(tè)别是大管(guǎn)徑流量測(cè)量❌。目前,大(da)管徑流量(liang)測量的方(fāng)法主要是(shi)超☔聲波法(fǎ),測量原理(lǐ)應用最多(duō)的是時差(cha)法時差法(fa)測流原理(li)簡學直觀(guān),但要提高(gao)測流精度(du)涉及因素(sù)較複雜7-四(si),而且實驗(yan)所得數🔱據(jù)本身就存(cún)在誤差,測(cè)流誤差的(de)校驗尚無(wú)簡😘單有效(xiao)的方法,因(yin)此‼️研究相(xiàng)關因素的(de)影響并有(you)針對地進(jìn)行優化和(hé)控制對提(tí)高測量精(jīng)度十分必(bi)要。
　　目前,對(dui)測流精度(dù)影響因素(su)已基本取(qǔ)得共識。超(chāo)聲波測🐕:流(liú)誤💔差的原(yuán)因主要有(yǒu)3個方面:1)斷(duàn)面流速均(jun1)勻❗計算造(zao)成的誤差(chà);2)超聲波傳(chuan)感器安裝(zhuang)和測量精(jing)度造成的(de)誤差(聲音(yīn)傳播信号(hao)是否能被(bèi)傳感器正(zheng)确收到,聲(sheng)路長度和(hé)聲路角的(de)測量誤差(chà));3)環境及介(jie)質對超聲(sheng)波流量計(jì)時間計算(suan)造成的誤(wu)差。目前的(de)研究基本(ben).上都是圍(wei)繞這3個方(fang)面展開的(de)。分析了影(yǐng)響測量精(jīng)度的因素(sù),對溫度、流(liú)速和管道(dào)内置反射(shè)片所造成(chéng)的測量誤(wù)差進行了(le)分析,提出(chu)了具體的(de)誤差修正(zhèng)補償方法(fa),但其反射(shè)片安裝在(zài)流體内部(bù),對流場可(kě)能有影響(xiǎng)且不便測(ce)量操作;楊(yang)志勇等中(zhong)在👅推導流(liu)量計算公(gong)式的基礎(chu)上得出影(ying)響測量結(jié)果💯的主💁要(yào)因素，有針(zhēn)對性的提(ti)出了延長(zhǎng)聲波法、溫(wēn)度補償法(fǎ)、流♋量修正(zheng)法、系統集(ji)成化設計(ji),但其重點(diǎn)在信号處(chù)理上且針(zhēn)對🈚小管徑(jìng)進行分👅析(xi);楊聲将等(děng)對噪聲、髒(zāng)污、壓力及(jí)溫度測量(liang)對超聲波(bō)流量計計(jì)量系統性(xing)能的主要(yao)影響因㊙️素(su)以及控制(zhì)對策進行(háng)了分析探(tan)讨,但實驗(yàn)現場仍🤟不(bú)能滿足相(xiang)關要求,造(zào)成儀器測(cè)量的不正(zhèng)确性;耿存(cun)傑等以主(zhu)要介紹了(le)利用實驗(yan)室現有的(de)液體流量(liang)标準裝置(zhì),對超聲波(bō)流量計 在(zai)不同管道(dào)材質、不同(tong)管徑的條(tiáo)件下進行(háng)流量系數(shù)的修👌正,但(dàn)條件變化(hua)時需重新(xin)進行标定(ding),不便于使(shǐ)用。
　　本文讨(tao)論了造成(chéng)超聲波流(liu)量計測流(liú)誤差的影(ying)響因素,推(tuī)導得到流(liu)量綜合誤(wù)差,提出一(yi)種基于流(liu)量測量理(lǐ)想系統進(jìn)行誤差分(fen)析的量化(hua)方法,分析(xī)了單個因(yīn)素對流量(liàng)相對誤差(chà)的影響程(cheng)度,針對主(zhu)導因素給(gěi)出了相應(ying)的修正方(fāng)法，最後對(dui)綜❗合誤差(cha)的控制進(jìn)行了分析(xi)，爲流量的(de)修正提出(chu)了新思路(lu)。
1時差法超(chāo)聲波流量(liang)計工作原(yuan)理
　　超聲波(bo)流量計測(cè)量系統最(zuì)常用的測(ce)流原理是(shì)“時差法”。超(chao)聲波換能(néng)器采用的(de)是管外“Z"型(xing)安裝方式(shi)，測🐇量原理(lǐ)如圖1所示(shì)。探頭1發射(shè)信号,信号(hao)穿過管壁(bi)1、流體、管璧(bì)2後被另一(yi)側的探頭(tóu)2接❗收到;在(zài)探頭1發射(shè)信号的同(tóng)時探頭2也(yě)發出同樣(yàng)的🈚信号,經(jing)過管壁2、流(liu)體📧、管壁1後(hòu)被探🛀🏻頭1接(jie)收到;由于(yú)流體流速(su)的影響超(chao)聲⁉️波在順(shun)流和⚽逆流(liu)情況下的(de)傳🈲輸時間(jiān)t1和t2不同，因(yin)此根據時(shi)間差便可(ke)求得流速(su),進而得✨到(dao)流量值。
 
　　如(rú)圖1所示，記(jì)管道内徑(jìng)爲D.超聲波(bo)在水中聲(shēng)速爲c,超聲(sheng)🔴波🈚傳播線(xian)路上的流(liu)體流速爲(wei)v,聲路角爲(wei)θ,超聲波在(zài)換能器和(he)管❤️壁中的(de)總👈傳播時(shí)間7τ0，則順流(liu)、逆流傳播(bo)時,超聲波(bo)傳輸時間(jian)爲:
 
　　時差式(shì)超聲波流(liú)量計測量(liang)通常采用(yong)的是超聲(sheng)波傳播路(lu)徑上流體(ti)的線平均(jun)流速,而實(shí)際管道橫(heng)截❤️面上的(de)流速分布(bù)是🌈呈抛物(wù)線形态的(de)，這就造成(cheng)了斷面流(liú)速計算造(zao)成的誤差(chà),具體如圖(tu)2所示。
 
　由圖(tu)2可知,流體(tǐ)線平均流(liú)速0與截面(miàn)平均流速(su)VD存在以下(xia)關系:
 
　　大管(guǎn)徑超聲波(bō)流量計的(de)現場校驗(yàn)試驗比較(jiào)困難,其流(liú)🏃‍♀️量測量本(běn)身就存在(zai)一-定誤差(chà),采用試驗(yàn)驗證方法(fǎ)是沒有意(yi)義的。本文(wén)提出一種(zhǒng)基于理想(xiǎng)系統的驗(yan)證方法,即(ji)按超聲波(bō)測流🈲的布(bù)置形式.給(gei)出理想條(tiao)件下⭕的參(can)數值,假設(she)存在⛷️參數(shù)測量🈚誤差(cha),按上💯述公(gōng)式進行計(jì)算,得到各(ge)🈲項參數對(dui)流量測量(liàng)誤差的影(yǐng)響程度.進(jìn)而分析得(de)到影🛀🏻響流(liu)量測量誤(wu)差的主導(dao)因素,再進(jin)行誤差修(xiū)正。
　　設置一(yī)個理想系(xi)統:被測流(liu)體爲清水(shuǐ)，管道内徑(jìng)爲D=3.00m,超聲波(bō)流量計安(an)裝角爲θ=40°,水(shui)體溫度t=20℃,超(chāo)聲波傳播(bo)速✍️度爲c=1485.00m/s,流(liu)體截面平(ping)均流速vD=4.00m/s.流(liú)量爲Q=28.26m3/s。理想(xiǎng)條件下時(shí)間測量儀(yi)🔞器精度♻️完(wan)全達到要(yào)求時得到(dao)的時間差(chà)爲△t=1.30x10-5s。
2單因素(sù)誤差分析(xi)
　　由式(6)知流(liu)量與管道(dao)内經D、聲路(lu)角θ、超聲波(bō)在水中的(de)速度☁️c、及流(liú)量系數K有(yǒu)關,因此流(liu)量測量中(zhong)重點考慮(lü)這4項因素(sù)。
　　根據間接(jiē)測量的誤(wu)差理論,對(duì)式(6)做變換(huan)可得流量(liàng)的絕對誤(wu)差σQ,爲:
 
　　将式(shì)(6)代入式(7),可(kě)得:
 
　　式中:σx表(biao)示變量{D,θ,c,K}的(de)絕對誤差(chà)。
　　在超聲波(bō)流量計安(ān)裝完成後(hòu),取理想條(tiáo)件所對應(yīng)的✉️各參數(shu)值🎯爲基值(zhí)。将式(8)兩邊(bian)同時除以(yi)Q,化簡整理(lǐ)後得相對(dui)⛹🏻‍♀️誤差爲:
 
　　管(guan)徑測量精(jing)度一般能(néng)達到0.1%,按相(xiang)關倍數取(qu)值得到不(bu)同管徑誤(wu)🏃差σ0D時的流(liú)量誤差如(rú)表1所示。
 
　　由(you)式(10)可知，管(guan)徑的相對(duì)誤差會造(zao)成1倍的流(liú)量相對誤(wu)差,由🌈此可(kě)見理論.上(shàng)管徑誤差(cha)對流量誤(wù)差有着較(jiào)大的影響(xiǎng)。在實際工(gōng)程應用中(zhōng),大管徑的(de)測量誤差(cha)較小，例如(rú)，管徑爲3.0m,測(cè)量誤差爲(wei)±0.05%時,誤差絕(jue)對值爲±1.5mm,而(ér)實際測量(liàng)時，誤差絕(jue)對值遠小(xiǎo)于±1.5mm。對照表(biao)1可知，管徑(jìng)測量誤差(cha)造成的流(liú)量誤差能(neng)控制在遠(yuan)小于±0.1%以🧑🏾‍🤝‍🧑🏼内(nèi)，并且鋼管(guǎn)結🔞垢現象(xiàng)也不太明(ming)顯,因此管(guǎn)道測量精(jing)度的影響(xiǎng)可以先忽(hū)略。
2.2聲路角(jiao)誤差
　　由式(shì)(6)可知，當聲(shēng)路角測量(liang)存在誤差(chà)σθ時，流量相(xiang)對誤差😍爲(wei):
 
　　分别取不(bú)同聲路角(jiǎo)θ和聲路角(jiao)誤差σθ,得到(dào)的流量相(xiàng)✍️對誤差如(rú)表🛀🏻2所示。
 
　　聲(sheng)路角爲40°時(shi),0.5°的聲路角(jiǎo)誤差造成(cheng)的流量相(xiang)對誤差能(néng)達🧡到1.78%左右(yòu)的,1°的誤差(cha)造成的流(liu)量誤差高(gāo)達3.6%,随着聲(shēng)路角誤差(chà)的增大流(liú)量相對誤(wu)差增長也(yě)較爲明顯(xiǎn)。同--聲路角(jiǎo)誤差下θ=30°和(he)θ=60°時的流🐉量(liàng)相對誤差(chà)相近，與兩(liǎng)者相比θ=40°時(shí)的誤差🌈較(jiào)小，因此,初(chu)步推斷存(cun)在一個最(zui)佳聲路角(jiao)使得流量(liang)相對誤差(cha)最小。
2.3聲速(sù)誤差
　　聲速(su)會随溫度(du)變化而變(bian)化,根據威(wēi)拉德研究(jiū)給出的👣水(shui)聲😄速與溫(wen)度關系式(shi)”得到标準(zhǔn)大氣壓下(xià)水中聲速(su)🚶與溫度的(de)🆚關系式可(ke)寫爲:
 
　　在20℃時(shí)超聲波傳(chuán)播速度爲(wei)c=1485m/s.當水溫發(fa)生變化,t=0℃時(shí),c=1422.838m/s,t=40℃時,c=1528.678m/s,對🤟應的(de)流量相對(duì)誤差分别(bie)爲8.266%、5.889%。
　　如若忽(hū)略溫度的(de)變化，由上(shàng)兩式知20C的(de)變化量下(xia)流量📐相對(duì)誤差平均(jun1)能達到7%左(zuǒ)右。并且根(gen)據該方式(shi)計🐪算得到(dao)在0~40℃範圍内(nei)超聲波🍉傳(chuán)播速度差(chà)值可達105.84m/s,對(dui)應流量測(cè)量誤差爲(wèi)14.155%。因此根據(ju)相關關系(xi)式來進行(hang)聲速調控(kong)很有必要(yao)。
　　在該理想(xiang)系統“下，取(qu)不同聲速(sù)誤差,代入(ru)式(13)可得流(liu)量相對誤(wù)差如表3所(suǒ)示。
　　由表3可(kě)知.1%的聲速(su)誤差會造(zao)成2%的流量(liang)誤差，但同(tóng)一時⛹🏻‍♀️段的(de)溫度變化(huà)并不明顯(xian),其誤差很(hen)小可以控(kong)制在0.01%範圍(wei)内,其波動(dong)可以通㊙️過(guo)與敏感的(de)溫度傳感(gan)器相結合(he)✊的方法将(jiāng)溫度變化(huà)引起的聲(sheng)速改變及(ji)時傳遞給(gěi)流量計,以(yi)此來減小(xiao)誤差。
 
2.4流量(liang)系數K造成(cheng)的誤差
　　流(liú)場流态對(dui)流量測量(liàng)有一定的(de)影響,其影(ying)響主要是(shi)通過其🆚流(liú)速系數K來(lái)體現。
　　管道(dao)内的流體(ti)實際流速(sù)分布規律(lü)爲:
 
　　由上述(shù)分析知,修(xiū)正系數K與(yu)雷諾數Re的(de)大小有着(zhe)直接關系(xi)㊙️，并✉️且🤟其變(biàn)化範圍較(jiào)廣取值很(hen)難确定,因(yin)此根據💃🏻外(wài)界因素不(bu)同得出兩(liǎng)者關系對(duì)流量的正(zhèng)确測量有(you)很重要⭐的(de)影響。
　　綜上(shang)所述,對流(liu)量測量影(ying)響較大的(de)因素爲聲(sheng)路角θ和修(xiu)正♈系數K。
3主(zhǔ)導因素修(xiu)正
3.1聲路角(jiao)誤差修正(zheng)
　　由于直接(jiē)測量角度(du)較爲困難(nan)，且其測量(liang)儀器精度(dù)不能達到(dao)要🈲求,因此(ci)考慮在測(cè)量方式上(shàng)進行優化(huà),提出一種(zhong)依據🏃🏻‍♂️長度(dù)安裝要求(qiu)達到控制(zhì)聲路角的(de)方法。
 
　　圖4所(suǒ)示爲流量(liang)相對誤差(cha)與聲路角(jiǎo)的關系。由(yóu)圖4可❗知,在(zài)聲路角🍓測(cè)量誤差較(jiào)小時,流量(liàng)測量相對(dui)誤差🚩随聲(shēng)路角(安裝(zhuang)角)大小的(de)變化不明(míng)顯，如圖中(zhong)紅線(σθ=0.1%)所示(shi)。反之,若聲(shēng)路角測量(liang)誤差較大(da),則♌流量相(xiàng)對誤差随(sui)聲路角的(de)變化👌呈抛(pāo)物線變化(huà)，如圖♌中綠(lü)線(σθ=1°)所💘示，且(qiě)存在一個(gè)最小值。聲(sheng)路角不變(biàn)時🔅，流量相(xiang)對誤🌍差會(huì)随着絕對(dui)誤差的增(zeng)大而增大(dà)。
 
　　令შσ/შθ=0,有θ=45°時,流(liú)量的相對(dui)誤差σ0Q取最(zui)小。
3.2K值的修(xiū)正
　　K系數與(yǔ)流體型态(tài)有關且随(sui)雷諾數變(biàn)化而變化(hua),研究不同(tong)型态下的(de)K系數随雷(lei)諾數變化(huà)規律有利(lì)于流量補(bǔ)償計算和(he)提高測👣量(liàng)精度。
　　由式(shi)(24)可知,層流(liu)時的修正(zheng)系數K=4/3,但對(dui)大管徑來(lai)說,場内流(liú)态🛀一般是(shi)紊流情況(kuàng)。因此,本文(wén)重點分析(xi)紊流時的(de)流量系數(shù)K的修正。
　　紊(wen)流時修正(zhèng)系數與雷(lei)諾數有關(guān),經驗公式(shi)爲:
K=1.119-0.011xlgRe(25)
　　依據式(shi)(25)可知.流量(liang)系數與雷(lei)諾數呈線(xiàn)性關系，雷(léi)諾數變化(hua)直接影響(xiǎng)流量系數(shù)的取值。本(běn)文考慮根(gēn)據雷諾數(shu)相關的變(bian)量來對K值(zhi)進行修正(zhèng)。雷諾數計(jì)算公式爲(wei):
 
　　式中:V爲平(píng)均流速;D爲(wèi)管道内經(jīng);Ƴ爲流體運(yun)動粘度。
　　由(you)式(26)可知，雷(léi)諾數大小(xiao)與3個變量(liàng)有關。當管(guan)徑一定時(shi)，雷諾數會(hui)随着平均(jun)流速和流(liu)體粘度變(bian)化而變🐆化(huà)。水的粘度(du)随溫度的(de)變化而變(bian)化,溫度變(biàn)化會影響(xiǎng)到雷🔞諾數(shu),進👉而影響(xiǎng)流量修⭕正(zhèng)系數🔴K的值(zhí)。因此找出(chu)粘度随溫(wen)度的變化(hua)關系對K的(de)正确性有(you)着一定的(de)影響。
　　流體(tǐ)粘度受流(liu)體溫度的(de)影響具有(you)非線性特(te)點,通過🚶‍♀️拟(ni)合溫度與(yu)運動粘度(du)值，得到不(bú)同溫度下(xia)水的運動(dong)粘度的曲(qu)線,如圖5所(suǒ)示。
　　多項式(shi)拟合表達(dá)式爲:
 
 
　　随着(zhe)溫度的升(sheng)高，水的粘(zhan)度非線性(xìng)特征愈發(fa)明顯。在0~50℃範(fan)圍内水的(de)粘度值差(cha)值可達到(dào)1.2x10-6m2/s，對應的雷(lei)諾數😍誤差(chà)爲66.67%,不容忽(hū)視。
　　将得到(dao)的拟合曲(qu)線依次代(dài)入式(19)、(20)得:
 
　　由(you)圖6可以看(kan)出,同一管(guan)徑條件下(xia)，流量系數(shù)随平均流(liu)💞速和🙇🏻溫度(du)的增加都(dōu)呈非線性(xìng)減小趨勢(shì)。其他條☁️件(jiàn)一定時,随(sui)着管徑👨‍❤️‍👨D的(de)增✂️大流量(liàng)系數K值會(hui)減小。
　　此修(xiū)正方法将(jiang)溫度和流(liu)速變化與(yǔ)K值聯系起(qǐ)來,兩者任(ren)一值發生(sheng)變化都能(neng)找到相對(duì)應的修正(zheng)系數值,爲(wèi)準.确測得(de)流量提供(gong)了一定的(de)理論基礎(chu)。
4系統誤差(cha)控制
　　根據(jù)式(9)知流量(liang)相對誤差(chà)由内徑D、聲(shēng)路角0、聲速(su)c及流量系(xi)數K值組成(cheng),因此系統(tǒng)的誤差控(kòng)制需要對(duì)這4個因素(sù)🌈進行綜合(hé)考慮。
　　若原(yuán)設理想系(xì)統中的流(liú)量測量誤(wù)差精度要(yào)控制在±0.5%以(yi)内,即σoQ<0.5%。由綜(zong)合誤差式(shi)(9)知,各因素(sù)至少要滿(mǎn)足σ0x<0.5%。
1)内徑誤(wù)差
　　目前的(de)一-些管徑(jìng)測量儀器(qi)已經能達(dá)到較高的(de)精度，像激(jī)光掃描測(cè)徑儀精度(du)最高可達(da)0.5μm,其誤差可(ke)控制在✂️0.005%以(yǐ)内甚至更(gèng)小，完全滿(man)足單因素(sù)精度要求(qiú)。由于管徑(jìng)在制造過(guo)程中🐇可能(neng)存😍在一定(dìng)🌈的誤差,因(yin)此在對管(guan)徑進行測(cè)量🔞時可在(zài)安裝位置(zhì)處采用多(duō)處多次測(ce)量求平均(jun1)值的方法(fǎ)來盡可能(neng)減小此部(bu)分誤差。
2)聲(sheng)路角誤差(chà)
　　聲路角測(cè)量較難進(jìn)行,将角度(dù)測量轉化(hua)成距離測(ce)💋量☂️後,在安(an)🌐裝時按照(zhao)需要角度(du)進行計算(suan)後再安裝(zhuāng)🍓便能減小(xiǎo)其誤差,其(qí)誤差可以(yi)控制在0.05%以(yǐ)内，也滿足(zu)❗單因素的(de)誤差要求(qiu)。.
3)聲速誤差(chà)
　　同一時段(duàn)内的溫度(dù)變化很小(xiao),因此其造(zào)成的聲速(su)變化不明(míng)☎️顯,根據.上(shang)述聲速溫(wēn)度修正公(gōng)式進行修(xiū)正後,其誤(wù)差便✌️可控(kòng)制在0.1%以内(nei)，滿足單因(yin)素的精度(dù)要求。
　　由于(yu)管徑測量(liang)精度很高(gāo)，在此忽略(luè)此項誤差(cha)。将θ=45°,σ0θ=0.05%,σ0C=0.1%代入☁️式(shì)(9)得🤩:
 
　　由上式(shì)得至少要(yào)滿足σ0K<0.45%系統(tǒng)才能達到(dao)要求。若想(xiang)進一步減(jiǎn)小綜合誤(wù)差,則需優(yōu)化各因素(sù)測量儀器(qi)，使其誤差(cha)控制在⭐更(gèng)小範圍♌内(nei)。
　　根據上述(shu)分析，超聲(shēng)波測流精(jing)度控制中(zhong),最困難的(de)🧡因素就是(shì)管㊙️道流速(sù)形态的處(chu)理,即本文(wén)中提到的(de)系數K。如何(hé)進--步提高(gāo)管道流速(su)分布對測(ce)量的影響(xiǎng)🙇🏻及得到其(qi)修正方法(fǎ),尚需開展(zhan)進一步🔞研(yan)究。
5實驗系(xi)統搭建
　　對(dui)于大管徑(jing)超聲波流(liú)量計測流(liú)的驗證性(xing)實驗是比(bi)較♈困難的(de)。利用水機(jī)電耦合真(zhen)機實驗室(shì),在引水管(guǎn)直管段上(shang)搭建實驗(yàn)平台來進(jin)行了相關(guan)實驗,對🚶本(ben)文提出的(de)影響測量(liang)精度幾方(fāng)面的因素(su)進行了試(shi)驗分析🍓。
　　試(shì)驗條件:安(an)裝點選取(qǔ)位置前後(hòu)直管段距(ju)離均滿足(zu)🔴安裝要求(qiu)，直管段外(wai)徑D=616mm,管壁厚(hou)度δ=8mm.實驗環(huán)境溫度🔞15℃，流(liú)量測量儀(yi)器采用的(de)是康創TY1010PW單(dān)聲道便攜(xié)式超聲波(bō)流量計,其(qi)精度爲1%。實(shí)‼️驗裝備🏃‍♀️如(ru)圖7所🌈示。
 
　　通(tong)過效率試(shì)驗測得相(xiang)關數據，在(zai)實驗中改(gai)變出力P來(lái)測流量🔴Q,并(bìng)根據上述(shu)分析得到(dào)了流量系(xì)數K值，數據(jù)如表5所示(shi),水輪機功(gong)率與流量(liang)的關系如(rú)圖8所示。
 
　　由(you)圖8可以看(kàn)出,水輪機(ji)功率與流(liu)量的關系(xi)與廠家給(gei)出的流量(liang)特性是一(yī)緻的。本實(shí)驗各項誤(wu)差控爲✏️σD=0.005%,σθ=0.05%,σc=0.1%。從(cong)綜☂️合誤差(chà)分析來💋看(kàn),當流量系(xì)數K值滿足(zu)σoK<0.45%時系統🙇‍♀️誤(wu)差便可控(kong)制在0.5%以内(nei)。
　　由表5可以(yi)看出。流量(liang)變化從0.176~0.5m/s時(shi),流量系數(shù)K值從1.0585~1.0535,變化(huà)範圍較小(xiao)。取功率P=55kW時(shi).測得的流(liu)量Q=0.5m3/s,考慮其(qí)精度1%，則實(shí)際流量範(fàn)圍爲♻️0.495~0.505m3/s,從表(biǎo)可以🏃🏻‍♂️看出(chū)，流量系數(shù)K值的變化(hua)波動值約(yuē)爲0.0005,精度可(kě)達到0.05%,其誤(wu)差範圍完(wan)全滿足綜(zong)🈲合誤差控(kong)💯制要求，因(yīn)此，初步推(tuī)斷該方法(fǎ)有效。
6結論(lun)
　　本文提出(chu)了一種基(ji)于理想測(cè)流系統的(de)超聲波流(liu)量計誤差(cha)分析方法(fa),讨論了造(zao)成超聲波(bo)流量計測(cè)流誤差的(de)原因、誤差(chà)産生影響(xiǎng)因素。通過(guò)量化方法(fa)對各影響(xiang)因素進行(háng)讨論,針對(duì)主導因素(su)給出了相(xiang)關的誤差(cha)❓修正方法(fǎ),對綜合誤(wù)差控制進(jin)行分析并(bìng)開展了試(shì)驗進行驗(yàn)證。從實驗(yan)結果可初(chū)步推斷該(gai)💋方法是有(yǒu)效的。基于(yu)理想測流(liú)系統分析(xi)方法弄清(qīng)了各參數(shù)的影響程(chéng)度,對于現(xiàn)場安裝和(hé)進行實測(ce)試驗都有(you)一定的指(zhǐ)✌️導作用，爲(wei)後期超聲(sheng)波流量計(ji)的誤差修(xiū)正提供了(le)新思路。該(gāi)方法在優(you)化水輪機(ji)效率計算(suàn)精度的👈同(tong)時也爲超(chao)聲波流量(liang)🏃計的設計(jì)提供了參(can)考❓。

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